機(jī)床主軸部件分析1

機(jī)床主軸部件分析主軸部件機(jī)床主軸部件是機(jī)床在加工時(shí)直接帶動(dòng)刀具或工件進(jìn)行切削和表面成形運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸。主軸部件包括主軸及與其直接有關(guān)的軸承、傳動(dòng)件和密封件等。主軸部件的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和熱態(tài)特性直接影響加工質(zhì)量，而轉(zhuǎn)速又影響機(jī)床的生產(chǎn)率。機(jī)床主軸的結(jié)構(gòu)形式很多，但在結(jié)構(gòu)上都必須很好地解決工件和刀具在主軸上的定位和夾緊；主軸與軸承以及軸承與支承座孔的定位和裝夾；主軸軸承的潤(rùn)滑與密封以及軸承間隙的調(diào)整等問(wèn)題。CK7815型數(shù)控車床主軸部件結(jié)構(gòu)該主軸工作轉(zhuǎn)速范圍為15-5000r/min。主軸9前端采用三個(gè)接觸軸承12，通過(guò)前支承套14支套，由螺母11預(yù)緊。后端采用圓柱滾子軸承15支承徑向間隙由螺母3和螺母7調(diào)整。螺母8和螺母10分別用來(lái)鎖緊螺母7和螺母11，防止螺母7和11的回松。帶輪2直接安裝在主軸9上（不卸荷）。同步帶輪1安裝在主軸9后端支承與帶輪之間，通過(guò)同步帶和安裝在主軸脈沖發(fā)生器4軸上的另一同步帶輪相連，帶動(dòng)主軸脈沖發(fā)生器4和主軸同步運(yùn)動(dòng)。在主軸前端，安裝有液壓卡盤或其他夾具。1-同步帶輪；2-帶輪；3、7、8、10、11-螺母；4-主軸脈沖發(fā)生器；5-螺釘；6-支架；9-主軸；12-角接觸軸承；13-前端蓋；14-前支承套；15-圓柱滾子軸承

對(duì)主軸部件的基本要求一．旋轉(zhuǎn)精度瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)中心線相對(duì)于理想旋轉(zhuǎn)中心線在空間的位置偏離，就是主軸在旋轉(zhuǎn)時(shí)的瞬時(shí)誤差，這些瞬時(shí)誤差的范圍就是主軸的旋轉(zhuǎn)精度。如圖3-1所示。主軸的旋轉(zhuǎn)誤差可分成：①純徑向跳動(dòng)；②純軸向竄動(dòng)；③純角度擺動(dòng)。實(shí)際是上面三者的綜合反映。旋轉(zhuǎn)精度的測(cè)試是在無(wú)載荷、手動(dòng)或低速轉(zhuǎn)動(dòng)主軸的條件下進(jìn)行的。但對(duì)于精密和高精度機(jī)床還應(yīng)測(cè)量其運(yùn)動(dòng)精度。主軸的旋轉(zhuǎn)精度取決于部件中各主要件如主軸、軸承等的制造精度和裝配、調(diào)整精度；運(yùn)動(dòng)精度還取決于主軸的轉(zhuǎn)速、軸承的設(shè)計(jì)和性能以及主軸部件的動(dòng)態(tài)特性。二、靜剛度主軸剛度是指主軸抵抗外力引起變形的能力。K＝F／Y（Y為在F方向上主軸所產(chǎn)生的變形）主軸的扭轉(zhuǎn)剛度KT＝TL／θ主軸部件剛度不足，直接影響機(jī)床的加工精度，傳動(dòng)質(zhì)量和工作的平穩(wěn)性。如圖3-3所示影響主軸部件剛度的主要因素是主軸的結(jié)構(gòu)尺寸，軸承的類型、配置及預(yù)緊，傳動(dòng)件的布置方式以及主軸部件的制造與裝配質(zhì)量等。三、主軸部件的振動(dòng)主軸部件在工作時(shí)有受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)。主軸部件振動(dòng)能力差，工作時(shí)容易發(fā)生振動(dòng)，會(huì)影響工件的表面質(zhì)量，限制機(jī)床的生產(chǎn)率；降低刀具的耐用度和主軸軸承的壽命，發(fā)出噪聲等。影響抗振的主要因素是主軸部件的靜剛度、阻尼特性和固有頻率等。四、溫升和熱變形熱變形會(huì)使主軸旋轉(zhuǎn)軸線與機(jī)床其它部件間的位置發(fā)生變化，直接影響加工精度；有時(shí)也會(huì)使主軸彎曲，使傳動(dòng)齒輪和軸承的工作狀態(tài)惡化，嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生軸承抱軸現(xiàn)象。影響其的主要因素是軸承的類型和布置方式；軸承預(yù)緊力的大?。粷?rùn)滑方式和散熱條件等。五、耐磨性是指其長(zhǎng)期保持原始精度的能力，即精度的保持性。磨損后對(duì)精度有影響的部位首先是軸承，其次是安裝夾具、刀具或工件的定位面和錐孔。為了提高耐磨性，要正確選擇主軸和滑動(dòng)軸承的材料及熱處理方法，合理調(diào)整軸承的間隙，保證良好的潤(rùn)滑和可靠的密封。主軸部件的典型結(jié)構(gòu)

類型：據(jù)所采用的軸承類型不同分：滾動(dòng)軸承主軸部件滑動(dòng)軸承主軸部件據(jù)工作時(shí)主軸部件的運(yùn)動(dòng)情況不同分：主軸近作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的（如車、磨床等）。主軸既作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又作軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的（如鉆、鏜床）主軸既作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又作軸向調(diào)整運(yùn)動(dòng)的（如滾齒機(jī)等）主軸作既自轉(zhuǎn)又公轉(zhuǎn)的行星運(yùn)動(dòng)的（如行星內(nèi)圓磨床）一．中等轉(zhuǎn)速、較大載荷的裝滾動(dòng)軸承的主軸部件這類主軸的前支承可用雙列向心短圓柱滾子軸承，也可用圓滾子軸承。1．MAZAK車床主軸部件見(jiàn)圖3－4這種車床的支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、軸承數(shù)量少，剛度較大，預(yù)緊調(diào)隙方便，且主軸孔徑達(dá)80mm，能通過(guò)較粗的棒料，主軸外徑也相應(yīng)加大，主軸剛度也較高。2．CY6140型車床主軸部件見(jiàn)圖3－5這種軸承的配置形式具有最大的支承剛度，在齒輪上設(shè)置平衡塊以達(dá)到動(dòng)平衡，從而提高主軸部件的抗振性，另前支承兩軸承的極限轉(zhuǎn)速相近，故所能適應(yīng)的極限轉(zhuǎn)速較高。缺點(diǎn)是前支承結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配不方便，軸承數(shù)量多發(fā)熱量大，但主軸發(fā)熱后可向后端自由伸長(zhǎng)，不致影響加工精度。二．以軸向力為主的裝滾動(dòng)軸承的主軸部件如圖3－6所示為搖臂鉆床主軸部件三．高轉(zhuǎn)速、輕載荷的裝滾動(dòng)軸承的主軸部件圖3－7為內(nèi)圓磨頭的主軸部件這類主軸轉(zhuǎn)速較高且常恒定不變，通常采用向心推力球軸承。四．高轉(zhuǎn)速、輕載荷的動(dòng)壓滑動(dòng)軸承主軸部件圖3－19為M1432A型萬(wàn)能外圓磨床的主軸部件主軸軸承的選用對(duì)主軸部件的工作性能有很大的影響。它是根據(jù)所設(shè)計(jì)的主軸部件在旋轉(zhuǎn)精度、剛度、承載能力以及轉(zhuǎn)速等方面的要求來(lái)選擇軸承的類型、組合以及配置型式。同時(shí)應(yīng)考慮軸承的供應(yīng)情況及經(jīng)濟(jì)性等因素。軸承的類型有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩大類。一．主軸常用的滾動(dòng)軸承除使用圓錐滾子軸承、角接觸球軸承、推力球軸承、圓柱滾子軸承、深溝球軸承和滾針軸承等一般軸承外，還有下述幾種主軸滾動(dòng)軸承：1．雙列向心短圓柱滾子軸承有兩類：圖3-8a的3182100（常用）及圖3-8b的43829002．角接觸雙向推力向心球軸承主軸滾動(dòng)軸承及其配置型